李文華，楊 坤

（天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院給排水分院，天津市 300051）

1 概述

西北半環(huán)是天津快速路系統(tǒng)的重要組成部分，是天津的交通主干道，承載著天津重要的交通運(yùn)輸。南倉道鐵東路立交橋是西北半環(huán)跨鐵東路編組站上的一個(gè)重要交通聯(lián)接點(diǎn)。

南倉道鐵東路立交橋梁是大型互通式立交，西北半環(huán)南倉道方向長度約3850 m；鐵東路方向長度約為1300 m。西北半環(huán)南倉道鐵東路立交照明工程為整個(gè)橋梁工程范圍內(nèi)的立交橋照明及其供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本文將對南倉道鐵東路立交橋的照明設(shè)計(jì)作一個(gè)系統(tǒng)的介紹。

2 立交橋的照明設(shè)計(jì)

2.1 立交橋的照明設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想

2.1.1 照明設(shè)計(jì)內(nèi)容

（1）功能照明：主要是解決夜間行車道路、立交橋的照明，開拓視野，引導(dǎo)行車方向，為車輛駕駛?cè)藛T在夜間行車提供安全、迅速與舒適的視覺條件，從而保障車輛和行人的安全，提高通行效率。

（2）景觀照明：根據(jù)橋梁特點(diǎn)，通過恰當(dāng)?shù)恼彰骷夹g(shù)的運(yùn)用，體現(xiàn)出立交橋的雄偉氣勢，從美學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā)表現(xiàn)大橋美麗神韻。當(dāng)夜幕降臨后，通過燈光的照射突顯整座立交橋的外形輪廓，展示立交橋梁的恢宏氣勢和美麗風(fēng)采。

2.1.2 設(shè)計(jì)原則

（1）道路照明設(shè)計(jì)滿足《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ45-2006）的各項(xiàng)要求；（2）景觀照明彰顯立交橋梁的建筑特點(diǎn)與美感；（3）各類燈具的選型與立交橋周邊環(huán)境及景觀協(xié)調(diào)一致。

2.2 功能照明設(shè)計(jì)

南倉道鐵東路立交橋的功能照明主要分為立交區(qū)的高桿燈照明、橋兩側(cè)外展部分的道路照明以及跨鐵路段主塔的照明電氣設(shè)計(jì)。

功能照明設(shè)計(jì)根據(jù)《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》要求，立交橋的照明平均亮度（照度）達(dá)到城市快速路的標(biāo)準(zhǔn)。

（1）西北半環(huán)南倉道鐵東路立交為三層全互通式立交。橋梁的最高點(diǎn)距地面約為18 m。立交橋中心區(qū)道路集中，橋梁上下重疊，縱橫交錯(cuò)，四周環(huán)繞，如果采用在橋上布置普通道路照明設(shè)施的手法，將會造成燈桿林立，使人眼花繚亂，上跨橋梁與下穿道路之間燈光互相交叉干擾，容易產(chǎn)生眩光，而且大大增加工程量；其次橋上燈桿位置、燈桿高度應(yīng)結(jié)合橋梁結(jié)構(gòu)及橋墩位置確定，將很難保證照度均勻度；因此本設(shè)計(jì)采用高桿燈照明。在立交橋中心區(qū)設(shè)置了5支40 m的高桿燈、5支35 m和7支30 m的高桿燈，負(fù)責(zé)立交橋中心區(qū)主要道路和橋梁照明。每支燈高桿燈燈桿上均配12套燈具，每套燈具的功率1000 W，光源為高壓鈉燈。高桿燈為可升降式。

這種方法可以減少燈桿林立現(xiàn)象，充分利用高桿燈燈桿高照射半徑大的特點(diǎn)，提高照度均勻度，減少工程量，限制眩光。

（2）該橋在西北半環(huán)方向上跨鐵路部分為兩幅橋，每幅橋的寬度為18.75 m，兩幅橋間距3 m。功能照明設(shè)計(jì)采用對稱布燈方式，燈桿安裝在兩幅橋地袱外側(cè)上，高度為15 m，間距約為45 m，每支燈桿配套燈具400W。

通過計(jì)算，每幅橋的平均照度為：

Eav＝（48000×0.42×0.7）/（9.375×45）=31.86 lx，功率密度值為：

LPD=400×1.15/9.375/45=1.09W/m2，滿足節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的要求。

（3）立交橋與地面路交叉部分采用橋下裝設(shè)隧道燈的方式，用于局部照明，隧道燈選用2×36 W燈具。

2.3 橋梁索塔的電氣設(shè)計(jì)

2.3.1 橋梁斜塔內(nèi)維修用照明設(shè)計(jì)

南倉道鐵東路立交橋的主塔高為110m，塔臺在26.7m處,塔內(nèi)空腔有800 cm的維護(hù)空間,見圖1。

因塔內(nèi)空間高而回轉(zhuǎn)空間小，所以塔內(nèi)照明設(shè)計(jì)采用36 V安全電壓，塔內(nèi)照明線路的電纜敷設(shè)采用穿保護(hù)鋼管，沿塔內(nèi)維護(hù)爬梯一側(cè)墻壁明敷。供電系統(tǒng)見圖2。

2.3.2 橋梁主塔上的航空障礙燈的設(shè)計(jì)

該橋梁在跨鐵路段有兩座110 m高的主塔，呈鏡像對稱分布，遠(yuǎn)觀非常宏偉。遵循航空部門的相關(guān)規(guī)定，設(shè)計(jì)中在主塔上設(shè)置了航空障礙燈，其中：中光強(qiáng)A型航空障礙燈10套，在塔頂安裝；中光強(qiáng)B型航空障礙燈12套，在塔側(cè)安裝,見圖3。

（1）航空障礙燈的設(shè)置：在每座橋塔頂部安裝一套航空障礙燈，在高程+45 m處、高程+68.7 m處、及高程+109.2 m處（即：距橋塔塔尖1.5 m處）的橋塔混凝土柱的四角外側(cè)各安裝一套航空障礙燈，共計(jì)18套航空障礙燈。

（2）橋塔的航空障礙燈的電源電壓為220V，塔內(nèi)航空障礙燈的電力控制電纜穿保護(hù)鋼管明敷，因航空障礙燈的電源電壓等級高于塔內(nèi)照明電源等級，其電纜敷設(shè)應(yīng)在遠(yuǎn)離塔內(nèi)維護(hù)爬梯的另一側(cè)墻壁上明敷，同時(shí)還應(yīng)注意與照明電纜敷設(shè)的路由保持一定的距離。

（3）航空障礙燈、障礙燈聯(lián)閃集中控制箱、光控探頭，及其它用于航空障礙燈系統(tǒng)有關(guān)的安裝附件、安裝支架等均是同一航空障礙燈專業(yè)廠家的產(chǎn)品，這樣有益于系統(tǒng)調(diào)試及運(yùn)行維護(hù)。同時(shí)在塔內(nèi)設(shè)置2套小型不間斷電源現(xiàn)場柜（落地式），電源等級：220 V，容量為：1 kV·A，8 h。通過此柜向航空障礙燈系統(tǒng)供電。

（4）塔內(nèi)電纜穿保護(hù)管敷設(shè)，電纜敷設(shè)完成后，所有的預(yù)留洞兩端均需用油浸黃麻嚴(yán)密封堵。

橋梁主塔的航空障礙燈的設(shè)置圖，及塔上航空障礙燈安裝示意見圖4、圖5。

2.4 立交橋梁的景觀照明設(shè)計(jì)

城市的夜景可以體現(xiàn)一座城市的風(fēng)貌，而立交橋的夜景更能顯示出城市發(fā)展的步伐。南倉道鐵東路立交結(jié)構(gòu)復(fù)雜，車道上下起伏，曲折蜿蜒，相互穿行，給人凝重厚實(shí)的感覺。

因此在景觀照明設(shè)計(jì)上既要突出它的特點(diǎn)，并且還要和整個(gè)快速路系統(tǒng)形成統(tǒng)一的風(fēng)格。景觀照明上采用了多種照明設(shè)計(jì)手法，對橋體、橋墩、護(hù)欄進(jìn)行精心的照明設(shè)計(jì)。

（1）在立交橋梁側(cè)面采用勾畫輪廓照明可以顯示出整座立交橋的外形，將整個(gè)橋面弧線輪廓勾勒出來既是保證大橋景觀照明的完整，又是整體展示立交橋梁的恢宏氣勢。為了襯托大橋主線的輪廓，沿著橋外兩側(cè)每隔2 m（欄桿立柱間隔2 m）距離裝設(shè)一個(gè)點(diǎn)狀光源，安裝于護(hù)欄鋼柱上它既能勾畫出護(hù)欄的輪廓，又能給人生動活潑的感覺。

（2）在橋區(qū)范圍內(nèi)做一些雕塑小品，用燈光加以裝飾；在橋頭做一些標(biāo)志燈。

夜間，行駛在立交橋上功能照明加之景觀照明將會給人帶來心情舒暢的感覺。護(hù)攔燈點(diǎn)亮，顯示出了橋梁優(yōu)美的外姿，也使津城的夜晚更加亮麗。

3 橋梁照明的配電設(shè)計(jì)

3.1 配電系統(tǒng)

（1）在本立交橋范圍內(nèi)，根據(jù)負(fù)荷區(qū)域劃分，設(shè)10 kV/0.4 kV箱式變電站三座，內(nèi)各設(shè)一臺變壓器，變壓器容量為200 kV·A、200 kV·A和160 kV·A。分別負(fù)責(zé)相應(yīng)區(qū)域的功能照明及景觀照明用電。1#箱式變電站設(shè)在南倉道分離式跨線橋下中部，2#箱式變電站設(shè)在立交橋中心區(qū)南倉道以北的綠地內(nèi)，3#箱式變電站設(shè)在立交橋中心區(qū)南倉道以南的綠地內(nèi)。

（2）照明箱變采用10 kV三相環(huán)網(wǎng)供電，電源引自就近的10 kV配電線路，箱式變電站包括高壓進(jìn)線及配電裝置、變壓器、低壓配電裝置、電能計(jì)量裝置等。箱式變電站最遠(yuǎn)供電距離約為700 m。箱變內(nèi)所有低壓出線回路均采用380 V/220 V三相供電方式。

景觀照明與功能照明分回路控制，功能照明又分全、半夜回路等配電功能。

3.2 燈具的技術(shù)要求

（1）電器路燈配套電器采用同一品牌，并使用節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器和符合標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)質(zhì)電容補(bǔ)償器，一體化設(shè)計(jì)，布局合理。

（2）所有使用于室外的照明燈具和電氣設(shè)備，必須保證人身安全和設(shè)備運(yùn)行安全的要求。采取可靠的接地保護(hù)、漏電保護(hù)等措施，使得系統(tǒng)的安全性得到保障。

（3）燈具的防護(hù)等級要求不低于IP66,做到防塵、防水、防腐和防撞擊。在安裝方式上，將燈具裝在所有車輛不能自然接觸的地方。橋梁上的燈桿安裝護(hù)欄外的防撞基礎(chǔ)上，所有電氣設(shè)備均裝于橋面下。

高桿燈安裝于匝道上，除控制眩光外，也保護(hù)了電氣設(shè)備免遭撞擊。

4 照明控制

（1）功能照明控制采用低壓集中控制，在箱式變電站內(nèi)設(shè)智能照明控制器可以根據(jù)設(shè)備使用地的經(jīng)度、緯度，準(zhǔn)確地自動計(jì)算每天日升日落時(shí)間，控制線路的開閉時(shí)間，照明控制器預(yù)留通訊接口，可以實(shí)現(xiàn)上級對路燈及景觀照明的管理和整個(gè)城市照明系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)控制。

（2）景觀照明設(shè)專用景觀照明控制箱，內(nèi)設(shè)定時(shí)器，控制景觀照明電源的開停。

5 照明的節(jié)能措施及方法

根據(jù)國家對城市照明加強(qiáng)管理，節(jié)約用電，倡導(dǎo)城市綠色照明、節(jié)能減排的精神。本設(shè)計(jì)采取了以下的節(jié)能措施：

（1）照明控制節(jié)能方法：該立交橋梁照明系統(tǒng)已納入天津路燈管理處的中央監(jiān)控系統(tǒng)，平時(shí)只開路燈，并且將雙光源路燈設(shè)置成全夜燈和半夜燈，半夜后熄滅一半照明燈具。

景觀燈設(shè)置獨(dú)立的控制箱，景觀燈的開燈時(shí)間，可以根據(jù)節(jié)假日、市里重大活動日等需要進(jìn)行控制。

（2）照明配電采用的變壓器為銅繞組、節(jié)能型，減少損耗，同時(shí)變壓器的負(fù)載率控制在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行段上。

（3）對電路進(jìn)行無功補(bǔ)償，采用單燈補(bǔ)償和集中補(bǔ)償兩種方式；即：照明系統(tǒng)設(shè)單燈無功補(bǔ)償，每套燈具均裝有無功補(bǔ)償電容器，使路燈的功率因數(shù)達(dá)到0.85以上；箱式變電站處低壓側(cè)設(shè)自動無功補(bǔ)償裝置，降低系統(tǒng)的無功損耗

6 結(jié)語

城市立交橋是為解決城市道路路口處交通緊張而修建的，它的修建不僅解決了交通問題，而且增添了城市的景觀。隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，城市立交橋正在逐步成為城市景觀中重要的組成部分。

照明好似是城市夜空美麗有神的“眼睛”，它不僅可以為車輛駕駛?cè)藛T以及行人創(chuàng)造良好的視覺環(huán)境，保障交通安全，提高交通運(yùn)輸效率，同時(shí)又是國家技術(shù)水平的綜合反映，是城市美化的重要方面，是展示城市形象的重要載體，是現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。

如果說西北半環(huán)宛如一幅優(yōu)美的飄帶降落在快速路的西北部，那么南倉道鐵東路立交橋就宛如一顆熠熠閃爍的璀燦明珠點(diǎn)綴在這優(yōu)美彩帶上，在天津城區(qū)道路已形成了又一道新的人文景觀。

[1]北京照明學(xué)會照明設(shè)計(jì)專業(yè)委員會.照明設(shè)計(jì)手冊[M].北京:中國電力出版社,1998.

[2]俞麗華,朱桐城.電氣照明[M].上海:同濟(jì)大學(xué)出版社,1990.

[3]CJJ45-2006,城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國建筑科學(xué)研究院,2006.